Đã đề xuất quy trình tổng hợp γ-Al2O3
có diện tích bề mặt lớn, đường kính mao
quản đồng đều, thể tích mao quản lớn.
Nghiên cứu quy trình phân tán lan tan,
kẽm lên γ-Al2O3, hệ vật liệu La,Zn/γ-
Al2O3có diện tích bề mặt, đường kính
mao quản và thể tích mao quản tương
ứng với các giá trị 185,93 m²/g, 13,76
nm và 0,830 cm³/g. Sự có mặt của Zn
làm xuất hiện tâm axit mạnh trên nền γ-
Al2O3, tƣơng ứng với nhiệt độ giải hấp
NH3 ở 519,6oC. Hệ xúc tác tổng hợp có
thể xúc tác cho phản ứng metyl este
chéo hóa mỡ bò có chỉ số axit là 5,3.
Phản ứng este chéo hóa mỡ bò, xúc tác
bởi hệ La,Zn/γ-Al2O3 được thực hiện
trong điều kiện tỉ lệ thể tích metanol: mỡ
là 4:1, nhiệt độ phản ứng 65oC, thời gian
phản ứng 8 giờ, hiệu suất đạt 99 %.
8 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 555 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác axit rắn la,zn/γ-Al2o3 để điều chế biodiesel từ mỡ bò đã qua sử dụng có chỉ số axit tự do cao - Trần Thị Như Mai, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
8
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 19, Số 3/2014
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ XÚC TÁC AXIT RẮN La,Zn/γ-Al2O3 ĐỂ ĐIỀU CHẾ
BIODIESEL TỪ MỠ BÒ ĐÃ QUA SỬ DỤNG CÓ CHỈ SỐ AXIT TỰ DO CAO
Đến tòa soạn 30 - 12 – 2013
Trần Thị Nhƣ Mai, Lƣu Văn Bắc
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN
Ngô Minh Đức, Nguyễn Bá Trung
Trường Đại học Sư phạm – ĐH Đà Nẵng
SUMMARY
FABRICATION OF SOLID ACID CATALYST La,Zn/-Al2O3 FOR THE
PREPARATION OF BIODIESEL FROM USED BEEF TALLOW WITH HIGH
FREE FATTY ACID
The catalytic system La,Zn/γ-Al2O3 was synthesized, and then physically characterized by
XRD, TPD- NH3, BET, EDX methods. As seen from results of physical characterization,
the synthesized La,Zn/-Al2O3 material owns large surface area of 185.93 m
2
/g, mean
capillary diameter of 13.76 nm, and capillary volume of 0.83 cm³/g. The presence of La,
Zn creates strong acid sites on the catalyst surface, corresponding to the NH3 desorption
temperature at 519.6
0
C. The transesterification, catalyzed by the above synthesized
La,Zn/γ-Al2O3,of methanol with beef tallow at the volumratio of methanol to fat of 4:1was
carried out at 65
0
C for 8 hours, reaction efficiency was 99%.
Key words: Biodiesel; γ-Al2O3; transesterification;mesoporous material; solid acid catalysts
1. MỞ ĐẦU
Nhiên liệu sinh học, trong đó có
biodiesel đƣợc sản xuất từ nguồn dầu
thực vật phi thực phẩm và mỡ động vật
phế thải thông qua phản ứng estechéo
hóa có thể đƣợc xem là con đƣờng
hƣớng tới mục tiêu tạo ra nguồn nhiên
liệu tái sinh nhanh nhất và là xu thế tất
yếu trong tƣơng lai gần [1-4]. Một trong
những mấu chốt quan trọng của phản
ứng este chéo hóa dầu mỡ động thực vật
là việc lựa chọn xúc tác có độ chọn lọc
cao để thúc đẩy nhanh tốc độ phản ứng.
Các chất xúc tác axit đồng thể nhƣ HCl,
H2SO4 có thể thực hiện đƣợc đối với
dầu, mỡ có chỉ số axit cao. Tuy nhiên,
xúc tác axit đồng thể khó thực hiện và
hiệu quả kinh tế không cao do nó gây ăn
mòn thiết bị và khó tách ra khỏi sản
phẩm sau phản ứng [4,8,9]. Các chất xúc
9
tác bazơ đồng thể nhƣ NaOH, KOH,
Ca(OH)2, RONacó khả năng làm tốc
độ phản ứng tăng nhanh nhƣng chúng
khó thực hiện đƣợc vì sản phẩm cuối
cùng khó tách loại chất xúc tác, rất dễ
xảy ra phản ứng xà phòng hóa. Trong
những năm 2006-2007 có một số cơ sở
sản xuất nhiên liệu biodiesel trong nƣớc
(Sóc Trăng, Minh Tú, Agifisf An Giang,
Vàm Cỏ...) sử dụng xúc tác kiềm để sản
xuất nhiên liệu biodiesel. Biodiesel của
các cơ sở này không đạt B100 [1]. Đó
cũng là lí do năm 2007, Bộ Khoa học và
Công nghệ đã đƣa ra thực hiện đề tài
―Đánh giá hiện trạng công nghệ sản xuất
và thử nghiệm nhiên liệu sinh học từ mỡ
cá nhằm góp phần xây dựng tiêu chuẩn
Việt Nam về biodiesel ở Việt Nam‖. Kết
quả của đề tài là đƣa ra hƣớng giải quyết
trên cơ sở công nghệ hiện có đƣợc thực
hiện qua 2 giai đoạn, đƣa thêm bƣớc tiền
xử lý nguyên liệu đầu vào khi hàm
lƣợng axit béo tự do 3%, tức là phải
điều chỉnh công nghệ, phải tiến hành
este hóa các axit béo tự do sử dụng axit
H2SO4, sau đó mới thực hiện trên xúc
tác kiềm đồng thể để tránh quá trình xà
phòng hóa [1]. Mặt khác, trong các công
nghệ của thế giới sử dụng xúc tác kiềm
dễ tan, để loại bỏ hoàn toàn kim loại
kiềm phải có quá trình tinh chế bằng
nhựa trao đổi ion [1,5,9]. Hiện nay, sử
dụng xúc tác rắn dị thể trong công nghệ
hoá học là xu thế chung của thế giới do
nhiều ƣu điểm mà hệ xúc tác này mang
lại nhƣ: độ bền cơ và bền nhiệt cao,
không phân hủy, không ăn mòn thiết bị,
quá trình thực hiện liên tục và đặc biệt
không gây ô nhiễm môi trƣờng. Xúc tác
axit rắn đƣợc quan tâm nhiều đó là hệ
xúc tác axit dị đa HnXM12O40, trong đó
X = P, Si; M = Mo, W và các đa oxit
kim loại chuyển tiếp pha tạp bằng phi
kim nhƣ ZrO2, TiO2, WO3 nhằm cải biến
lực axit [3,4,9]. Các hệ xúc tác này đƣợc
đánh giá có hoạt tính cao, khả năng chịu
nƣớc tốt, có khả năng tái sử dụng và
thân thiện với môi trƣờng, đặc biệt có
khả năng thực hiện với nguyên liệu là
dầu, mỡ có hàm lƣợng axit béo tự do
cao, tuy nhiên hiện nay các xúc tác này
rất đắt, khó thƣơng mại hóa.Một trong
những vấn đề lớn liên quan đến xúc tác
dị thể là sự hình thành ba pha giữa xúc
tác với ancol và dầu dẫn tới những giới
hạn khuếch tán, do đó làm giảm tốc độ
phản ứng [1-4]. Phƣơng án để thúc đẩy
các quá trình chuyển khối liên quan tới
xúc tác dị thể là sử dụng các chất hoạt
hóa cấu trúc (structure promoter) hoặc
các xúc tác phân tán trên chất mang để
có thể tạo ra diện tích bề mặt riêng lớn
hơn và nhiều mao quản hơn, thúc đẩy
khả năng thu hút hay tập trung chất phản
ứng là các phân tử triglyxerit có kích
thƣớc lớn trong các mao quản chứa các
tâm xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng.
Trong nghiên cứu này chế tạo hệ
xúc tác La,Zn/γ-Al2O3 có mao quản
trung bình, diện tích bề mặt lớn, tâm axit
mạnh, tâm bazơ mạnh. Hệ xúc tácđẩy
nhanh phản ứng metyl este chéo hóa mỡ
bò (chỉ số axit là 5,3) để điều chế
biodiesel. Mỡ bò có ƣu điểm là thành
10
phần chất béo no cao nên B100 thu đƣợc
sẽ có độ ổn định oxi hóa tốt hơn so với
sản xuất từ dầu thực vật, hạn chế khả
năng tạo cặn cacbon khi cháy.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Tổng hợp vật liệu γ-Al2O3 và
La,Zn/γ-Al2O3
Hòa tan Al(NO3)3.9H2O vào nƣớc cất
đến dung dịch bão hòa ở nhiệt độ phòng
( khoảng 70 g/100 g H2O), sau đó cho
thêm chất hoạt động bề mặt là dung dịch
PEG/Alginat trong dung môi nƣớc. Cho
từ từ dung dịch ure vào hỗn hợp theo tỉ
lệ mol Al3+ / ure 1: 12, khuấy đều hỗn
hợp trong 1 giờ, ổn định trong 1 giờ kế
tiếp, sau cùng già hóa ở 90oC trong 12
giờ để thu đƣợc gel alumina. Lọc lấy gel
chia làm 2 phần bằng nhau, phần 1 đem
nung ở 450oC trong 5 giờ với tốc độ gia
nhiệt 5oC/phút, thu đƣợc γ-Al2O3(kí
hiệu: mẫu a). Phần 2 ngâm trong cồn
97
o
với thời gian 48 giờ để chiết
template , đem nung ở 400oC trong 5 giờ
với tốc độ gia nhiệt 5oC/phút thu đƣợc
γ-Al2O3(kí hiệu: mẫu b)
Hòa tan Zn(CH3COO)2.2H2O vào nƣớc,
cho từ từ dung dịch KOH vào thấy xuất
hiện kết tủa, tiếp tục cho KOH vào đến
khi kết tủa tan hoàn toàn. Thêm
La(NO3)3.6H2O vào dung dịch trên. Cho
mẫu γ-Al2O3 đã tổng hợp (mẫu nhôm
đang hoạt hóa) vào, đồng thời điều chỉnh
pH dung dịch ~ 9 (bằng NH3), khuấy
trong 2 giờ ở nhiệt độ khoảng 80 - 90 oC.
Các chất cho vào đƣợc quy đổi theo tỉ lệ
khối lƣợng γ-Al2O3: n(CH3COO)2.2H2O:
La(NO3)3.6H2O là 5,1: 1,5: 1,3. Lọc kết
tủa, rửa, sấy ở 90oC trong 12 giờ. Kết tủa
sau khi làm khô đƣợc nung từ nhiệt độ
phòng lên 450
o
C (tốc độ gia nhiệt
5
o
C/phút) giữ ở nhiệt độ này trong 5 giờ.
Thu đƣợc xúc tác rắn Zn,La/γ-Al2O3 ( kí
hiệu : mẫu c).
2.2. Phân tích các đặc trƣng của vật
liệu và sản phẩm của phản ứng este
chéo hóa
Cấu trúc tinh thể và thành phần các
nguyên tố của vật liệu xúc tác tổng hợp
đƣợc xác định bằng cách đo XRD, EDX
tƣơng ứng. Diện tích bề mặt và sự phân
bố mao quản đƣợc xác định bằng
phƣơng pháp đo hấp phụ và giải hấp phụ
nitơ. Lực axit đƣợc xác định bằng
phƣơng pháp TPD-NH3. Sản phẩm của
phản ứng este chéo hóa mỡ bò đƣợc
phân tích trên máy GC-MS Hewlett HP
6800 với detector chọn lọc khối lƣợng
Hewlett HP 5973, cột tách HP - 5 MS
crosslinked PH 5% PE Siloxane có kích
thƣớc 30m × 0,32μm. Hiệu suất phản
ứng đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp
HPLC trên thiết bị HPLC Agilent 1200
series. Cột XDP-C18, Detector RI, dung
môi pha động axeton.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả đặc trƣng tính chất vật lí
của vật liệu
3.1.1. Nhiễu xạ tia X của γ-Al2O3
Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu
γ-Al2O3 đƣợc thể hiện ở hình 1 cho thấy
2 mẫu a,b đều có các đỉnh nhiễu xạ ứng
với góc 2 ~ 38,5o, 46o và 67o, đặc trƣng
tƣơng ứng cho các mặt (311), (400) và
(440) của vật liệu γ-Al2O3. Đỉnh nhiễu
11
xạ của cả 2 mẫu tƣơng tự nhau, từ đó
cho thấy khi có ngâm hay không ngâm
trong cồn đều thu đƣợc γ-Al2O3
Hình 1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của:
(a): γ-Al2O3 không ngâm trong cồn, (b) có ngâm trong cồn;
(c) La,Zn/γ-Al2O3
3.1.2. Hấp phụ và giải hấp N2 xác định
diện tích bề mặt và phân bố mao quản
của γ-Al2O3
Hình 2 (a), 2(b) cho thấy đƣờng hấp
phụ và giải hấp phụ đẳng nhiệt N2 của 2
mẫu γ-Al2O3 có xuất hiện vòng trễ
ngƣng tụ mao quản kiểu V, thuộc một
trong 6 kiểu đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt
theo phân loại của IUPAC, 1985. Hình
3a cho thấy mẫu (a) có 2 loại mao quản
chủ yếu với đƣờng kính mao quản lớn
hơn 50 nm và vi mao quản đƣờng kính
mao quản nhỏ hơn 3nm, đƣờng kính
mao quản từ 5 đến 20 nm chiếm một
lƣợng không đáng kể hầu nhƣ không có.
Ngƣợc lại hình 3b thấy mẫu (b) có mao
quản đồng đều, đƣờng kính từ 1 đến 60
nm, chủ yếu tập trung ở 15 đến 20 nm.
Nguyên nhân mẫu (b) có mao quản đồng
nhất có thể cồn đã chiết một phần
template, vì vậy nhiệt độ nung thấp hơn
so với mẫu (a). Chọn mẫu (b) để thực
hiện biến tính bằng La, Zn. Kết quả đo
diện tích bề mặt BET, đƣờng kính mao
12
quản trung bình và thể tích mao quản của 2 mẫu đƣợc cho ở bảng 1.
Hình 2. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và
giải hấp N2 của:
(a) γ-Al2O3 khi không ngâm trong cồn
(b) khi có ngâm trong cồn;
(c) La,Zn/γ-Al2O3
Hình 3. Đường phân phối kích thước mao
quản của:
(a) γ-Al2O3 khi không ngâm trong cồn
(b) khi có ngâm trong cồn;
(c) La,Zn/γ-Al2O3
Bảng 1: So sánh các đặc trưng vật lí của γ-Al2O3
được tổng hợp theo 2 quy trình khác nhau
Mẫu a (không ngâm
trong cồn)
Mẫu b (ngâm trong cồn)
XRD Có nhiều điểm tƣơng đồng, đều tạo ra γ-Al2O3
Diện tích bề mặt theo
BET
184,65 m
2
/g 244,33 m
2
/g
Đƣờng kính mao quản
trung bình
17,42 nm
( Mao quản không đồng
nhất )
17,22 nm
( Mao quản đồng nhất )
Thể tích mao quản 0,810 cm3/g 1,052cm3/g
13
3.1.3 Kết quả những đặc trưng vật lí của
La,Zn/γ-Al2O3
Nhiễu xạ Tia X của La,Zn/γ-Al2O3
Từ hình 1(b), 1(c) cho thấy cả hai giản
đồ đều có các đỉnh nhiễu xạ ứng với góc
2 ~ 38,5o, 46o và 67o, đặc trƣng tƣơng
ứng cho các mặt (311), (400) và (440)
của vật liệu γ-Al2O3. Tuy nhiên, các tín
hiệu nhiễu xạ của mẫu La,Zn/γ-Al2O3
không rõ ràng nhƣ đối với mẫu γ-Al2O3,
chứng tỏ sau khi biến tính, độ tinh thể
của nền nhôm oxit bị giảm xuống. Xuất
hiện đỉnh nhiễu xạ thấp ở 2 ~ 31o,
36,8
o
, 65,2
o
khả năng có hình thành pha
spinel ZnAl2O4 làm tăng tính axit của hệ
xúc tác [4]. Có một số đỉnh nhiễu xạ với
cƣờng độ thấp ở 2 ~ 31o, 36,8o,2o,56o,
59
o
, 65 có thể xuất hiện một lƣợng nhỏ
La/spinel (Zn-Al) có tính bazơ [6].Theo
Qianhe Liuthì tâm bazơ yếu là do nhóm
OH, tâm bazơ trung bình là do pha M-O
(M là kim loại) , tâm bazơ mạnh là do
anion O
2-
gây nên. Khi La biến tính lên
pha spinel Zn-Al thì có sự mở rộng
mạng tinh thể của Spinel Al-Zn, trong
đó La có độ âm điện thấp hơn Al,Zn nên
dễ tách O2- dẫn đến tăng số lƣợng tâm
bazơ mạnh [6]. Nhƣ vậy khi La, Zn biến
tính lên thành mao quản của γ-Al2O3 đã
tạo thêm hai loại pha khác nhau một loại
có tính axit, một loại có tính bazơ. Tâm
bazơ làm tăng nhanh phản ứng thủy
phân của triglixerit, tâm axit thúc đẩy
nhanh phản ứng metyl este hóa axit béo,
từ đó làm tăng tốc độ phản ứng metyl
este chéo hóa mỡ động vật. Có một số
đỉnh nhiễu xạ ở 2 ~ 29,8o, 35o, 42o có
thể là của La2O3 làm tăng độ bền cơ,
giảm sự ăn mòn của axit và kiềm [4-6]
Hấp phụ và giải hấp N2 xác định diện
tích bề mặt, phân bố mao quản của
La,Zn/γ-Al2O3
Kết quả đo hấp phụ và giải hấp N2 trình
bày ở hình 2(c), cho thấy đƣờng hấp phụ
và giải hấp phụ đẳng nhiệt N2 của
La,Zn/γ-Al2O3 xuất hiện vòng trễ ngƣng
tụ mao quản kiểu V, thuộc một trong 6
kiểu đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt theo
phân loại của IUPAC, 1985. Từ hình
3(c) cho thấy đƣờng kính mao quản của
hệ La,Zn/γ-Al2O3 từ 2 đến 60 nm, tập
trung nhiều ở 10 nm đến 15 nm. Kết quả
cụ thể là: Diện tích bề mặt theo BET
185,93 m
2/g, đƣờng kính mao quản
trung bình là 13,76 nm, thể tích mao
quản là 0,83 cm3/g.
Kết quả TPD – NH3
Kết quả giải hấp amoniac theo chƣơng
trình nhiệt độ cho thấy hệ xúc tác có ba
loại tâm axit là yếu, trung bình và mạnh
ứng với nhiệt độ giải hấp 200,6oC;
278,5
o
C và 519,6
oC tƣơng ứng với thể
tích NH3 là 3,499; 9,68 và 1,273 (ml/g).
Sự có mặt của Zn trong hệ xúc tác tạo
thành pha spinel (Al-Zn) là nguyên nhân
xuất hiện tâm axit mạnh tƣơng ứng với
nhiệt độ giải hấp NH3 ở 519,6
oC. Điều
này chứng tỏ sự biến tính thành công
của La,Zn lên γ-Al2O3
Phổ tán sắc năng lƣợng tia X
Hàm lƣợng các nguyên tố trong mẫu
La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc xác định bằng
phƣơng pháp tán sắc năng lƣợng EDX.
Kết quả phân tích trình bày ởbảng 2 cho
thấy cả 3 lần phân tích đều cho kết quả
về hàm lƣợng Zn, La, Al trong mẫu
La,Zn/γ-Al2O3 khá giống nhau, chứng tỏ
các nguyên tố La và Zn đƣợc phân tán
14
tƣơng đối đồng đều trong cấu trúc γ-
Al2O3. Có một lƣợng nhỏ nguyên tố K
trong cấu trúc của hệ xúc tác, chứng tỏ
K đã đƣợc biến tính lên thành mao quản
γ-Al2O3. Các tâm K này có tính bazơ sẽ
thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân chất
béo, làm tăng tốc độ phản ứng metyl
este chéo hóa triglixerit.
Bảng 2. Kết quả phân tích nguyên tố trong mẫu La,Zn/γ-Al2O3 bằng phương pháp EDX
Nguyên tố
Hàm lƣợng các nguyên tố chính
Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3
O 38,03 % 38,10 % 39,03 %
Zn 8,46 % 8,18 % 9,60 %
La 4,67 % 4,35 % 4,51 %
Al 46,61 % 47,09 % 45,03 %
K 0,42 % 0,43 % 0,31 %
3.2. Phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò
Phản ứng metyl este chéo hóa mỡ bò sử
dụng hệ xúc tác La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc
nghiên cứu ứng với tỉ lệ thể tích của
metanol/mỡ là 4:1; lƣợng xúc tác đƣợc
lấy theo tỉ lệ khối lƣợng là 1:5 so với
khối lƣợng của mỡ. Nhiệt độ phản ứng là
65
o
C, phản ứng đƣợc thực hiện trong 8
giờ. Hiệu suất phản ứng là 99 %. Đó là
một kết quả khả quan hơn so với một số
nghiên cứu trên thế giới gần đây.
TheoZong.M.H dùng xúc tác axit rắn
activated carbon (AC-SO3H) mất 15 giờ
trong điều kiện phản ứng ở 80oC [7].
Theo Bharatkumar Z. Dholakiya dùng
xúc tác Super Phosphoric Acid, ở nhiệt
độ 120oC mất 12 giờ [8]. Theo Maria I.
Martins xúc tác Hydrotalcite thì phản
ứng sau 10 giờ chỉ đạt 94% [9]. Theo
Sirichai Chantara-arpornchai khi sử dụng
CaO–ZnO làm xúc tác trong điều kiện
nhiệt độ phản ứng là 60oC thì phản ứng
cũng sau 8h nhƣng hiệu suất chỉ đạt
79,62 % [10]. Theo M.
Sắc ký đồ GC-MS của sản phẩm có
đƣờng nền thẳng, thành phần metyl este
của axit béo bao gồm 11-Hexadecenoic
acid, methyl este (~ 4,27 %); 14-
Pentadecanoic acid, methyl este (~ 21,48
%); 9-Octadecenoic acid (Z) , methyl este
(~ 35,92 %); Octadecanoic acid, methyl
este (~ 18,15%).
Để giải thích hiện tƣợng tạo nhũ, sự tạo
thành các sản phẩm, và công dụng của hệ
xúc tác ta xét cơ chế của phản ứng. Bên
trong thành mao quản có các tâm axit
(pha spinel Zn-Al) và tâm bazơ
(La/Spinel (Zn-Al)) nằm cạnh nhau. Đầu
tiên O
2-
sẽ hoạt hóa CH3OH tạo CH3O
-
,
đồng thời pha spinel hoạt hóa nhóm
cacbonyl tạo cacbocation, khi đó CH3O
-
dễ kết hợp với cacbocation và quá trình
phản ứng xảy ra nhanh hơn (hình 4).
Hình 4 thấy nếu phản ứng hoàn toàn sẽ
tạo ra glixerol và B100, khi rửa bằng
nƣớc thì glixerol tan trong nƣớc và
không tạo nhũ. Nhƣng nếu phản ứng
chƣa đƣợc hoàn toàn thì sản phẩm tạo ra
ngoài glixerol còn có monoglyxerit, đi
glyxerit; đó là những chất hoạt động bề
mặt nên chúng sẽ tạo nhũ khi rửa.
15
CH2-O-C-R1
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
O
O
O
Catalyst (La/Spinel) O2- + CH3OH CH3O
- + OH-
Catalyst (Spinel)
H+
CH2-O-C-R1
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
O
OH
O
CH2-O-C-R1
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
O
OH
O
CH3O
-
CH3O
CH2-OH
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
O
O
+R1COOCH3
(B100)
CH2-OH
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
O
O
H+ CH2-OH
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
OH
O
CH3O
-
CH2-OH
CH -O-C-R2
CH2-O-C-R3
OH
O
OCH3
CH2-OH
CH -O-H
CH2-O-C-R3
O
+R2COOCH3
(B100)
CH2-OH
CH -O-H
CH2-O-C-R3
O
H+ CH2-OH
CH -O-H
CH2-O-C-R3
OH
CH3O
-
CH2-OH
CH -O-H
CH2-O-C-R3
OH
OCH3
CH2-OH
CH -O-H
CH2-O-H
+ R3COOCH3
(B100)
Diglyxerit
Monoglyxerit
glyxerol
Catalyst (Spinel)
Catalyst (Spinel)
Hình 4: Sơ đồ biểu diễn cơ chế của phản ứng metyl este chéo hóa triglyxerit tạo B100
4. KẾT LUẬN
Đã đề xuất quy trình tổng hợp γ-Al2O3
có diện tích bề mặt lớn, đƣờng kính mao
quản đồng đều, thể tích mao quản lớn.
Nghiên cứu quy trình phân tán lan tan,
kẽm lên γ-Al2O3, hệ vật liệu La,Zn/γ-
Al2O3có diện tích bề mặt, đƣờng kính
mao quản và thể tích mao quản tƣơng
ứng với các giá trị 185,93 m²/g, 13,76
nm và 0,830 cm³/g. Sự có mặt của Zn
làm xuất hiện tâm axit mạnh trên nền γ-
Al2O3, tƣơng ứng với nhiệt độ giải hấp
NH3 ở 519,6
o
C. Hệ xúc tác tổng hợp có
thể xúc tác cho phản ứng metyl este
chéo hóa mỡ bò có chỉ số axit là 5,3.
Phản ứng este chéo hóa mỡ bò, xúc tác
bởi hệ La,Zn/γ-Al2O3 đƣợc thực hiện
trong điều kiện tỉ lệ thể tích metanol: mỡ
là 4:1, nhiệt độ phản ứng 65oC, thời gian
phản ứng 8 giờ, hiệu suất đạt 99 %.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam, ―Hoàn
thiện công nghệ sản xuất diesel sinh
học gốc B100 liên tục theo phƣơng
pháp static mixer‖, dự án Bộ Công
Thƣơng(2014).
2. Dennis Y.C. Leung, Xuan Wu,
M.K.H. Leung - A review on biodiesel
production using catalyzed
transesterification, Applied Energy,
Volume 87, Issue 4, (April 2010),
1083-1095(2010).
3. Camila Martins Garcia, Sergio
Teixeira, Letícia Ledo Marciniuk and
Ulf Schuchardt - Transtification of
soybean oil catalyzed by sulfated
zirconia, Bioresource Technology
Volume 99, Issue 14, (September 2008),
6608-6613(2008).
4. Xin Deng , Zhen Fang , Yun-hu Liu ,
Chang-Liu Yu (2011). Production of(xem
tiếp tr.34)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 17432_59756_1_pb_6909_2096709.pdf